INTRODUCCIÓN

Bienvenidos docentes de la informática y robótica a este su blog de respaldo para la enseñanza de su asignatura relacionada con este tema. Este blog tiene como objetivo principal brindarle una ayuda a los docentes y discentes en las diferentes áreas arriba mencionadas y afines, al mejor entendimiento y aprovechamiento de las Ntic's en Informática, Robótica y Mecatrónica.

La robótica educativa se posiciona como un elemento nuevo y necesario de conocer por las nuevas generaciones. Utilizar la robótica en la educación implica el diseño y construcción de un robot. Siendo un robot un mecanismo controlado por un ordenador, programado para moverse, manipular objetos, hacer diferentes y determinados trabajos por medio de la interacción con su entorno. La robótica educativa abarca temas multidisciplinarios.

La robótica educativa ha crecido muy rápidamente en la última década en casi todos los países y su importancia sigue aumentando. Esto parece ser un proceso lógico, ya que los robots están incorporándose en nuestra vida cotidiana, pasando de la industria a los hogares. Pero el propósito de utilizar la robótica en la educación, a diferentes niveles de enseñanza, va más allá de adquirir conocimiento en el campo de la robótica. Lo que se pretende es trabajar en el alumno competencias básicas que son necesarias en la sociedad de hoy día, como son: el aprendizaje colaborativo, la toma de decisión en equipo, entre otras.

Hoy en día la robótica se ha integrado en algunos programas de las escuelas primarias y secundarias, e incluso en los jardines de infancia. Esto se debe en parte a que la robótica provoca un alto nivel de atracción para los niños y jóvenes, muchas actividades educativas -cursos de robótica o competiciones de robots- dependen de esta fascinación por los robots móviles.

Agradezco colocar sus comentarios, con la finalidad de darle mejoras al blog, su blog de Robótica e Informática Educativa.

UTILIDAD DE LA HERRAMIENTA Y SU USO DOCENTE

El propósito principal de la aplicación de este blog ha sido que el docente para con el estudiante, emplease diferentes metodologías de programación sobre un dispositivo físico (en concreto programarlo con los lenguajes C y Java), y que observase lo que ocurría cuando éste interactuaba con el mundo real. Con los Lego Mindstorms el alumno puede solucionar problemas de diversa índole, algunos de los cuales ya se han resuelto de forma teórica en el aula, observando además que puede tomar datos del entorno, tratarlos y actuar en consecuencia. Con ello se ha pretendido aumentar la comprensión de las asignaturas de programación y la motivación de los alumnos en el aprendizaje de la misma, mediante una aplicación práctica. Otro propósito del blog fue potenciar el aprendizaje colaborativo mediante la creación de grupos de trabajo organizados de forma que cada alumno se encargase de una parte del trabajo y tomase decisiones por su cuenta (selección de los elementos del robot, diseño de funcionalidades, búsqueda de soluciones, etc.), integrándose posteriormente todo en el proyecto global. Por último se planteó que cada alumno realizase un informe, de forma individual, exponiendo sus aportaciones al trabajo realizado e indicando qué dificultades se había encontrado en su desarrollo y qué conclusiones había alcanzado tras la realización de cada una de las prácticas.

Algunas de las asignaturas en las que esta herramienta juega un papel fundamental son:

• “Fundamentos de programación”
• “Programación Orientada a Objetos”
• "Métodos de Programación"

Algunas de las carreras en las que son utilizadas en la actualidad esta herramienta son: Ingeniería Informática en Sistemas de Información,  Ingeniería Técnica en Informática de Gestión,  Ingeniería de Materiales, Ingeniería Mecatrónica, entre otras.

Aqui les dejo algunos enlaces de interés en los que podemos observar como estos robots con viejos cubos han logrado una nueva tecnología, acaparando hoy en día aulas de clases, alumnos, profesores y conferencias con talleres incluidos en lo que se puede denominar el desarrollo complejo de la herramienta. Algunos docentes, identificados con la herramienta han llegado hasta tomar certificaciones y profesorados en Lego Mindstorms con la finalidad del conocimiento al nivel requerido por el dicente y lograr el cometido que es el proceso enseñanza-aprendizaje.

Robots futbolistas

Formación Profesorado

Certificación Lego

Universidad Bellas Artes, Robotica

EXPERIENCIAS DE ROBOTICA EDUCATIVA

• “Experiencias docentes con robots LEGO en aulas tecnológicas de primaria, secundaria y formación profesional”. Fuente: Uned Lugo.
• “Enseñamos robótica y electrónica jugando”. Fuente: Ingenio.
• “El rincón de la robótica educativa”. Fuente: RE.

Éste último enlace de las experiencias de Robótica Educativa, pertenece a la panameña Kathia Pittí, egresada de la Univesidad Tecnológica de Panamá y que utiliza esta herramiena para el desarrollo docente y estudiantil en diferentes áreas de la República de Panamá.

Más información acerca de los orígenes y los países más involucrados, click aquí.

MATERIALES UTILIZADOS EN ROBÓTICA EDUCATIVA

En entornos de robótica educativa y de ocio se utilizan con frecuencia unos dispositivos denominados interfaces de control, o más coloquialmente controladoras, cuya misión es reunir en un solo elemento todos los sistemas de conversión y acondicionamiento que necesita un ordenador personal PC para actuar como cerebro de un sistema de control automático o de un robot. Las interfaces de control se podrían así definir como placas multifunción de E/S (entrada/salida) en configuración externa (es decir, no son placas instalables en ninguna bahía de expansión del PC), que se conectan con el PC mediante alguno de los puertos de comunicaciones propios del mismo (paralelo, serie o USB, generalmente) y sirven de interfaz entre el mismo y los sensores y actuadores de un sistema de control.

Las interfaces proporcionan, de forma general, una o varias de las siguientes funciones:

• entradas analógicas, que convierten niveles analógicos de voltaje o de corriente en información digital procesable por el ordenador. A este tipo de entradas se pueden conectar distintos sensores analógicos, como por ejemplo una LDR (resistencia dependiente de la luz).
• salidas analógicas, que convierten la información digital en corriente o voltaje analógicos de forma que el ordenador pueda controlar sucesos del "mundo real". Su principal misión es la de excitar distintos actuadores del equipamiento de control: válvulas, motores, servomecanismos, etc.
• entradas y salidas digitales, usadas en aplicaciones donde el sistema de control sólo necesita discriminar el estado de una magnitud digital (por ejemplo, un sensor de contacto) y decidir la actuación o no de un elemento en un determinado proceso, por ejemplo, la activación/desactivación de una electroválvula.
• recuento y temporización, algunas tarjetas incluyen este tipo de circuitos que resultan útiles en el recuento de sucesos, la medida de frecuencia y amplitud de pulsos, la generación de señales y pulsos de onda cuadrada, y para la captación de señales en el momento preciso.

Algunas de las interfaces de control más avanzadas cuentan además con la electrónica precisa para el acondicionamiento y la conversión de las señales, con sus propios microprocesador y memoria. Así, son capaces hasta de almacenar pequeños programas de control transmitidos desde un PC que luego pueden ejecutar independientemente de su conexión a éste.

Algunas de ellas disponen también de bibliotecas de programación de las E/S para permitir su utilización con distintos lenguajes de propósito general, entre ellos: LOGO, BASIC y C. Existen varios modelos comerciales, entre los que se pueden mencionar:

·         Interfaz FlowGo, de Data Harvest

·         Interfaz ROBO TX Controller de fischertechnik

·         Ladrillo RCX, de Lego

·         Interfaz Enconor, de Enconor Tecnología Educativa

·         Robot Programable Moway, de Minirobots

·         Sistema constructivo Multiplo, de RobotGroup

LECCIONES Y EJERCICIOS

• Aprender a programar desde muy joven. Basic-256
   Luis Criado, empeñado en enseñar a programar a un niño de 9 años, recogen en este blog algunas lecciones y ejercicios.
• Vídeo tutorial 1 de Arduino
  Vídeo deMassimo Banzi hace una introducción a Arduino muy didáctica.
• Manual de actividades para enseñar informática sin ordenador (Computer Science Unplugged). Parte I
  Seis actividades para enseñar informática a los niños de una forma amena. 
• Programación de oraciones
  Una sencilla actividad para aprender Logo y programar oraciones cada vez más complejas
• Programación básica con laberintos
  Entrar, salir, volver a entrar de laberintos y enseñar a la computadora a hacerlo sola.

Gráfica de Robótica e Informática.

PLATAFORMAS QUE TE AYUDAN A PROGRAMAR DESDE CASA Y A TU RITMO

• Codecademy, learn to code (aprende a programar)
  Una forma sencilla y divertida de aprender a generar código, a programar (JavaScript). Se trata de una plataforma gratuita interactiva que te permite aprender de forma colaborativa, en compañía de tus amigos y que motiva a sus alumnos con premios (medallas).
• Coursera, cursos de programación e ingeniería del software
  La plataforma de cursos online Coursera te ofrece, entre otras posibilidades, la de seguir un curso gratuito de programación e ingeniería del software. 
• Code School, practica y aprende a programar
  Code School te propone aprender a programar practicando: learning by doing. Ofrece cursos en la Red algunos gratuitos y otros de pago.
• Computer Science Unplugged, para aprender informática sin ordenador
  Estupendo material educativo, de alta calidad didáctica, para enseñar los conceptos fundamentales de informática, y  ¡sin ordenadores! 
  

ROBÓTICA - HERRAMIENTAS

Robolab @ Ceeo, software especializado en robótica
Interesante espacio para la enseñanza y el aprendizaje de la Robótica. Encontrarás recursos de programación en el lenguaje ROBOLAB para Lego, foros, tutoriales y documentación.

Robótica Educativa . Centro Internacional de Tecnologías Avanzadas
Los talleres NXT de robótica del Centro Internacional de Tecnologías Avanzadas, son un ejemplo de buenas prácticas educativas, un escenario constructivista de aprendizaje activo y lúdico, que permite a los participantes mejorar su comprensión de la tecnología, potenciar habilidades y desarrollar la creatividad.

Tecnología y Robótica: montaje y pogramación de robots
Koldo Olaskoaga plasma su experiencia en este sitio web en relación con la utilización de robótica en la educación.

Robot Moway programable con Scratch
Un robot móvil, autónomo, sin necesidad de estar conectado al ordenador que replicará físicamente  todo aquello que los alumnos programen en la pantalla.

E&P Sarea: red de compartición de material de robótica (Gipuzkoa)
Una red de compartición de material que promueve la introducción de la robótica en las aulas de primaria y secundaria a través de material de Lego y Arduino.

INFORMÁTICA - HERRAMIENTAS

• Scratch, imagina, programa y comparte. MIT Media Lab
  Un sencillo lenguaje de programación que te facilita crear tus propias historias interactivas, animaciones, juegos, música y arte; además, te permite compartir con otros sus creaciones en la web. Está  desarrollado por el Lifelong Kindergarten Group del MIT Media Lab.
• Small Basic, para aprender a programar con un lenguaje sencillo
  Microsoft propone a los niños aprender a programar de forma sencilla y divertida mediante código simplificado.
• StarLogo TNG - Un proyecto del MIT
  StarLogo TNG es la siguiente generación del software de simulado y modelación StarLogo. Esta nueva versión conserva la premisa del producto inicial, ser una herramienta de creación y comprensión de sistemas complejos, aportando varios avances.
• Alice - Un regalo de la Universidad Carnegie Mellon Se trata de un innovador entorno de programación 3D que facilita la creación de animaciones, juegos interactivos, o vídeos que compartir en la web. Alice es una herramienta disponible sin coste para ser el primer contacto de los estudiantes con la programación orientada a objetos.
• Kodu. Software de creación de videojuegos para niños, adaptado al PC
  Kodu es un juego que ayuda a los niños y jóvenes en el aprendizaje de la programación, permitiéndoles crear sus propios videojuegos para jugar con ellos y compartirlos
• MIT App Inventor: crea aplicaciones para Android
  Permite que cualquiera que esté familiarizado con la programación informática pueda crear aplicaciones de software para Android.
• Dynalearn, una herramienta semántica para que los estudiantes creen modelos conceptuales
  Se trata de una herramienta que ayuda a los alumnos a construir modelos conceptuales de las materias científicas que estudian de manera individual o en un entorno colaborativo, utilizando recursos semánticos. Este contenido es para niños "grandes": Bachillerato y Universidad.
• Python
  Python es un excelente programa para comenzar a dar los primeros pasos en programación. Trabajando colaborativamente con los alumnos podrán ingresar en el mundo de la programación orientada a objetos, programación funcional y programación estructurada. El software es libre y de código abierto.
• Guido van Robot, el lenguaje de programación para la escuela
  Buena herramienta para el aprendizaje de la programación estructurada.

ANTECEDENTES Y DESARROLLO DE LA ROBOTICA

En una revisión de las teorías más influyentes en la educación durante el siglo XX, resulta imprescindible considerar el constructivismo, propuesto Piaget. Sus conceptos y modelos psicológicos fueron ampliamente utilizados para fundamentar teorías didácticas y pedagógicas.

Uno de los pensadores más reconocido internacionalmente por sus serias investigaciones en el constructivismo es el matemático Seymour Papert, del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT). A mediados del siglo pasado, observó la dificultad que presentan los niños y las niñas para operar las computadoras, a causa de que debían utilizar lenguajes de programación que les resultaban ininteligibles. 

Esta observación lo condujo a tomar dos decisiones importantes: estudiar profundamente con Piaget su teoría sobre el constructivismo, en Ginebra (entre 1958 y 1963) y asociarse con Marvin Minsky, gran teórico de la inteligencia artificial, en Boston.

La robótica educativa es un medio de aprendizaje, en el cual participan las personas que tienen motivación por el diseño y construcción de creaciones propias (objeto que posee características similares a las de la vida humana o animal). Estas creaciones se dan, en primera instancia, de forma mental y, posteriormente, en forma física, y son construidas con diferentes tipos de materiales, y controladas por un sistema computacional, los que son llamados prototipos o simulaciones.


En sus inicios los autómatas eran realizados con materiales fáciles de encontrar, ya fuese con madera, cobre, o cualquier otro material fácil de moldear.

Recolección y elaboración de datos.

En un principio, a parte de las experiencias llevadas a cabo desde el año 2001 en los Clubes de Ciencia, buscamos antecedentes de experiencias realizadas en colegios del Perú, así como en otros países de América: Argentina, Costa Rica, El Salvador, Brasil, México, Chile,  etc. Nos encontramos con que en la mayoría de estos lugares se está incursionando en el campo de la Robótica Educativa 

Por otra parte, hemos visto que en las Olimpíadas de Robótica se está difundiendo cada vez más la modalidad de competir con robots íntegramente construidos por los alumnos participantes. Podríamos nombrar  a una infinidad de escuelas de Buenos Aires, pero queremos destacar especialmente la labor realizada por los alumnos de la Escuela Cooperativa Técnica “Los Andes” (San Carlos de Bariloche) y la EET 33 (Barranqueras, Chaco) entre otras.

También hemos visto que otra metodología que está creciendo es el desarrollo de robots utilizando material reciclado, como el brazo robótico (proyecto “Manso”) construido en la Escuela Dr. Ernesto Guevara, de la vecina ciudad de  Río Grande. Este proyecto ha sido presentado en la Feria de Ciencia y Tecnología 2008 y fue seleccionado para participar en la Feria Nacional, que se realizo en Puerto Madryn.

Experiencias.

Entre las labores de investigación más destacadas que hemos hallado debemos mencionar la del Prof. Papert y la Lic. Claudia Urrea, del Laboratorio de Medios del MIT, quienes se dedicaron a investigar las formas de incorporar el diseño y la construcción artefactos robóticos en el aprendizaje de los estudiantes y la contribución de estos al  mejoramiento de la calidad de vida en comunidades rurales. Su principal objetivo es formular e implementar estrategias que faciliten la creación de nuevos programas educativos para comunidades de países en desarrollo.

Luego vendría el proyecto de Bahía (Brasil), que llega a 500 colegios y 250 mil alumnos. Le sigue México, iniciando en el año 2002 experiencias en 650 colegios de Educación Secundaria. Y año tras año se van sumando otras instituciones. En Argentina, utilizando este material, se llevó a cabo un Programa Piloto de Robótica. Este se realizó con 6.000 alumnos de distintos lugares de Argentina(costa, sierra y selva).  A los alumnos se les tomó un test de entrada, a la mitad se les agregó el programa de Robótica Educativa y con la otra mitad se utilizó solo el programa curricular normal. Al final del año, se volvió a evaluar a los 6.000 niños.

En el transcurso del año lectivo el grupo que recibía este nuevo programa tuvo un nivel de mejora del 88,5 % mientras en el otro grupo fue del 37,2 %. El 95 % del grupo experimental aprendió a escribir correctamente, mientras que en el otro grupo solo llegó al 48 % de los niños. Este fue el primer proyecto de LEGO en gran escala en la escuela pública de América Latina. 

Brasil fue el segundo en implementar la Robótica Educativa, haciéndolo en 1999 en las 108 escuelas del municipio de San Bernardo de Campo, capacitando a 1660 profesores.